JPS5918960B2 - 軸駆動発電装置の起動回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は同期調相機いわゆる回転コンデンサを有する軸
駆動発電装置の起動方法の改良に係わヤ、特に回転コン
デンサ起動用の原動機を不要として安価に維持を容易に
しようとするものである。

一般に船舶の省エネルギー対策のとしてプロペラ軸すな
わち主機関によつて交流発電機が駆動されるように構成
した発電装置が知られている。これは別個発電機駆動用
の原動機を設けるより、燃料費が安価な主機関で駆動し
た方が燃費節約になるからである。しかしながらプロペ
ラ軸により直接駆動される交流発電機はプロペラの種々
の回転変動に応じてその出力周波数が変動してしまうの
で、これをコンバータおよびインバータから成る半導体
電力変換器で処理し、一定周波数、一定電圧の交流出力
を得るよう構成した軸駆動発電装置が近年開発されてい
る。この場合変換器を安価に、かつ安定に動作させるた
めに、インバータを他励インバータとすると共にこの他
励インバータに進み電流を供給するために回転コンデン
サが設置されている。本発明は、このように構成された
軸駆動発電装置を起動するにあたつての回転コンデンサ
の起動に関するものであつて、以下これを詳述するに先
立ち、従来例について説明する。第１図はこの従来例の
ブロック図である。

１はプロペラ駆動用の主機関すなわち原動機で、２は原
動機１によシ直接或いは歯車を介して駆動される交流発
電機、２ａはその界磁回路、３は交流発電機の界磁回路
２ａを制御し交流発電機２の出力電力を一定に制御する
自動電圧調整回路（以下ＡＶＲという）、４は発電機２
の出力電圧を直流電圧に変換するコンバータ、５は直流
リアクトル、６はコンバータ４により変換された直流電
力を一定周波数の交流電力に変換する他励インバータで
、７はコンバータおよび他励インバータ用制御装置であ
る。

８は他励インバータ６に進み電流を供給する回転コンデ
ンサ、８ａはその界磁回路、９は回転コンデンサ８の界
磁回路８ａを制御し他励インバータ６の出力電圧を一定
に制御するＡＶＲ、１０は回転コンデンサ８の駆動用の
原動機、１１はクラツチ、１２は電力を負荷へ供給する
ためのしや断器、１３はＤＣ−ＣＴである。

第１図のように構成された軸駆動発電装置の始動の方法
を述べると、まず原動機１が所定の回転数に達した後、
ＡＶＲ３を動作させて交流発電機２から一定の電圧を出
力させ、次にクラツチ１１を介して原動機１０によ勺回
転コンデンサ８を駆動しＡＶＲ９を動咋させて回転コン
デンサ８から一定の電圧を発生させる。

その後、制御装置７を動昨させるとコンバータ４は交流
発電機２に、又他励インバータ６は回転コンデンサ８に
電気的に接続され、制御が開始されるので交流発電機２
の変動周波数電圧が一定周波数の交流電圧に変換されて
回転コンデンサ８へ出力される。従つて回転コンデンサ
８はこの交流電圧に駆動されるので、その後クラツチ１
１を切り、原動機１０を停止させれば始動は完了し、そ
の後はしや断器１２により負荷へー定電圧、一定周波数
の交流電力を供給すればよい。このような発電装置に訃
いては、コンバータ４の出力電圧を増減させれば（コン
バータがダイオード構成であれば交流発電機２の出力電
圧を増減させれば）、回転コンデンサ８の周波数、すな
わち他励インバータ６の出力周波数は増減するので、そ
の出力周波数を一定することができ、又他励インバータ
６の出力電圧は回転コンデンサの界磁回路８ａを制御す
るＡＶＲ９の自動電圧制御作用により一定に維持するこ
とができる。

しかしこのような従来例では、回転コンデンサの起動に
原動機を必要とするので、高価となジ維持も容易でない
という欠点がある。

本発明はかかる欠点を解消するためになされたのであつ
て、以下本発明を実施例第２図を参照しながら述べる。

図中、第１図と同じ番号は同じ機器である。１４は回転
コンデンサ８と交流発電機２とを電気的に接続し交流発
電機２の出力電圧によジ回転コンデンサ８を起動するた
めのしや断器の接点である。

１６は起動終了を検知する回路で例えば、交流発電機２
の出力電圧がある値まで上昇したこと、同じく電流が減
少したこと、回転コンデンサの回転数が所定値になつた
ことを検知するもの、或いはもつと簡単な方法ではタイ
マー等であり、１５はこの検知回路をつなぐ継電器の接
点である。

１７は交流発電機２のＡＶＲ３を制御争 し、交流発電機の出力電圧を低電圧にする継電器の接点
、１８は回転コンデンサ８が誘導電動機として起動して
いる間界磁回路８ａＶＣＡＶＲ９の出力信号が流れなく
するための電磁接触器、１９は回転コンデンサ８の界磁
回路８ａを起動抵抗２０を介して短絡し回転コンデンサ
８を誘導電動機として起動するための電磁接触器、２１
は回転コンデンサ８の端子電圧、即ち他励インバータ６
の出力電圧が定格出力電圧近辺に達したことを検知する
回路で簡単なやｂ方ではタイマーを用いてもよい。

２２は制御装置７の電流制御限回路の電流設定値を下げ
るための電流制限値変更回路、２３はこの変更回路２２
を制御装置７につなぐ継電器の接点である。

次に、起動の方法について述べる。

まず原動機１は軸駆動発電装置が出力を発生しうる回転
数で運転されているものとする。ここで回転コンデンサ
８を起動させるには先づ継電器の接点１７を閉じてＡＶ
Ｒ３に減電圧指令を出して交流発電機２の出力電圧を低
電圧とする。次に電磁接触器１８を開きＡＶＲ９の出力
信号が界磁回路８ａに出力されないようにする。そして
、電磁接触器１９を閉じて界磁回路８ａを起動抵抗２０
を介して短絡し、回転コンデンサ８を誘導電動機として
準備する。次？ζしや断器の接点１４を入れ交流発電機
２と回転コンデンサ．８を電気的に接続すると共に、継
電器の接点１５を入れ、交流発電機２の低電圧出力によ
ジ回転コンデンサ８を誘導電動機の原理によジ減電圧始
動を行う。次に、ＡＶＲ３はある勾配でもつて交流発電
機２の電圧を上げていき回転コンデンサ８を起動してい
く。所が、ここで一つ問題がある。それは交流発電機２
の出力周波数は通常は、３０ヘルツから７０ヘルツ辺ｂ
に設計される。従つて、原動機１が３０ヘルツ辺ｂにあ
る場合、回転コンデンサ８は同期調相機であるのでこれ
以上の回転数にはなり得ない。検知回路１６はこれを察
知し、しや断器１４を切虱継電器の接点１５を開くと共
にＡＶＲ３に減電圧指示信号を出している継電器の接点
１７を開く。これによＶ）．ＡＶＲ３は正常動作に入シ
、交流発電機２からは定格電圧が出力される。また、こ
れと同時に電磁接触器１９を開くと共に電磁接触器１８
を閉じ、回転コンデンサ８の界磁回路８ａをＡＶＲ９に
よつて制御する。この時、回転コンデンサ８はまだ回転
数が低いため回転コンデンサ８からは定格電圧が発生し
ていない。ところで他励インバータ６は回転コンデンサ
８の端子電圧によジ転流していくが、回転コンデンサ８
の端子電圧が低いと転流能力が低下するので次の操作を
行う。すなわち、コンバータ４卦よび他励インバータ６
により構成される電力変換器は回転コンデンサ８の定格
出力電圧に対し安定な運転を行うために主回路の電流す
なわちリアクトル５を流れる電流をある値に制限して運
転するよう、電流制限回路を制御装置７の中で持つてい
る。この値は通常定格電流値の１２０％〜１５０％辺り
に選ばれる。従つて、回転コンデンサ８の端子電圧が低
いときには、この端子電圧に応じた電流制限値となるよ
うに電流制限値変更回路２２を継電器の接点２３により
制御装置７に接続し、その中にある電流制限回路の設定
値を変更させる。これにより、主回路を流れる電流は低
い値に設定され、その結果回転コンデンサ８の出力電圧
が低くとも他励インバータ８が安定して運転するように
なり、インバータ４、コンバータ６で制？された交流発
電機２の出力電圧でもつて、回転コンデンサ８が更に加
速していく。そして定格電圧近辺になると、すなわち回
転コンデンサ８が定格回転数近辺になると電圧検知回路
２１により継電器の接点２３を開き、制闘装置７の中に
ある電流制限回路の設定値を元の値に戻し定格負荷を供
給出来る伏態とする。その後は、しや断器１２により負
荷に供給すればよい。以上のように、本発明に訃いては
、交流発電機の出力を低電圧とすると共に回転コンデン
サの界磁回路を起動抵抗を介して短絡して回転コンデン
サを誘導電動機とし、この回転コンデンサを交流発電機
の低出力電圧で起動し、回転コンデンサが所定回転数に
まで達した後に交流発電機および回転コンデンサの界磁
回路を通常のＡＶＲで制御すると共に制（財）装置の電
流制限値を下げ、回転コンデンサをインバータ、コンバ
ータによつて制御された交流発電機の出力電圧でもつて
更に回転コンデンサを定格回転数まで加速していくよう
に構成したので、．従来のような原動機やクラツチを必
要とせず、安価で維接も容易となる効果がある。更に交
流発電機と回転コンデンサとの間にしや断器を設けてい
るので、コンバータ卦よび他励インバータに事故が発生
した時にでも原動機の回転数によつては、交流発電機の
出力電圧をしや断器を通して直接負荷へ電力を供給する
ことも可能になつてくる。

【図面の簡単な説明】

第１図於よび第２図は従来訃よひ本発明の軸１駆動発電
装置のプロツク図である。 １・・・・・・原動機、２・・・・・・交流発電機、３
，９・・・・・・ＡＶＲｌ４・・・・・・コンバータ、
６・・・・・・他励インバータ、７・・・・・・制薗装
置、８・・・・・・回転コンデンサ、１６，２１・・・
・・・検知回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 回転数が変化する原動機により駆動される交流発電
   機と、前記交流発電機の出力電力を整流し直流電力に変
   換するコンバータと、前記コンバータで変換した直流電
   力を交流電力に変換する他励インバータと、前記コンバ
   ータおよび他励インバータを制御し他励インバータの出
   力周波数を制御する制御装置と、前記他励インバータに
   進み電流を供給する回転コンデンサと、前記回転コンデ
   ンサの界磁回路を制御し他励インバータの出力側電圧を
   制御する自動電圧調整装置とから成る軸駆動発電装置の
   起動方法において、起動信号に基づき前記交流発電機の
   出力電圧を減少させると共に前記回転コンデンサの界磁
   回路を起動抵抗を介して短絡し、その後前記交流発電機
   と回転コンデンサを電気的に接続した後、前記交流発電
   機の出力電圧を所定の勾配で上昇させて前記回転コンデ
   ンサを所定の回転数にまで起動し、その後前記交流発電
   機と回転コンデンサを電気的に切り離すと共に前記回転
   コンデンサの界磁回路の起動抵抗を切り離して前記自動
   電圧調整装置で通常の制御を行い、更に前記コンバータ
   および他励インバータの制御装置の電流制限値を下げ、
   前記交流発電機の出力電力をコンバータおよび他励イン
   バータを通して前記回転コンデンサに供給し、前記所定
   の回転数に達している回転コンデンサを定格回転数にま
   で更に加速し、加速完了後は前記コンバータおよび他励
   インバータの制御装置の電流制限値を元の値に戻すこと
   を特徴とする軸駆動発電装置の起動方法。